KR20190028361A - 3차원 물체 형성 기법 - Google Patents

3차원 물체 형성 기법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190028361A
KR20190028361A KR1020187026588A KR20187026588A KR20190028361A KR 20190028361 A KR20190028361 A KR 20190028361A KR 1020187026588 A KR1020187026588 A KR 1020187026588A KR 20187026588 A KR20187026588 A KR 20187026588A KR 20190028361 A KR20190028361 A KR 20190028361A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lamps
build material
array
material bed
lamp
Prior art date
Application number
KR1020187026588A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102182753B1 (ko
Inventor
나바조 주안 마누엘 발레로
에스티브 코마스
페나 알레잔드로 마누엘 드
Original Assignee
휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. filed Critical 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Publication of KR20190028361A publication Critical patent/KR20190028361A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102182753B1 publication Critical patent/KR102182753B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

3차원 물체를 형성하는 방법은, 열화상 카메라로, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하고, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하는 것을 포함한다.

Description

3차원 물체 형성 기법
적층 가공 머신(additive manufacturing machines)은 재료의 층들을 적층함으로써 3차원(3D) 물체를 생성한다. 일부 적층 가공 머신은, 때로는 잉크젯 또는 다른 프린팅 기법을 이용하여 제조 재료들의 일부를 적용하기 때문에, "3D 프린팅 디바이스"로서 지칭될 수 있다. 3D 프린팅 디바이스 및 다른 적층 가공 머신은 물체의 CAD(computer aided design) 모델 또는 다른 디지털 표현을 물리적인 물체로 직접 변환할 수 있다.
첨부 도면은 본 명세서에서 기술된 원리들의 다양한 예를 도시하며, 명세서의 일부이다. 설명된 예들은 단지 예시를 위해 주어진 것이며, 청구범위를 제한하지 않는다.
도 1은 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 3차원 물체를 형성하기 위한 컴퓨팅 디바이스의 블록도이다.
도 2는 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 3차원(3D) 프린팅 디바이스의 블록도이다.
도 3은 본 명세서에서 기술된 원리들의 예에 따른 3차원(3D) 프린팅 디바이스의 등각투영 컷어웨이 도면(isometric cut-away view)이다.
도 4는 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 도 2 및 도 3의 3D 프린팅 디바이스의 빌드 재료 베드(build material bed)의 평면 블록도이다.
도 5는 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 3D 물체를 형성하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 명세서에서 기술된 원리들의 다른 예에 따른, 3D 물체를 형성하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도면들 전체를 통해, 동일한 참조 번호들은 유사하지만 동일할 필요는 없는 요소들을 나타낸다.
적층 가공 머신은 프린팅 디바이스 내의 파우더 베드(powder bed) 상에 빌드 재료의 다수의 층의 응고(solidification)를 통해 3D 물체를 만든다. 적층 가공 머신은, 예를 들면, CAD 컴퓨터 프로그램 제품으로 생성된 물체의 3D 모델에서의 데이터에 근거하여 물체들을 만든다. 모델 데이터는, 각각이 응고될 빌드 재료의 층 또는 층들의 부분을 정의하는 슬라이스들 내로 처리된다. 아래에 기술된 적층 가공의 예들은 때때로 "LAP(light area processing)"로서 지칭되는 기법을 이용한다. LAP를 이용함으로써, 유착 작용제(coalescing agent)가 소결 재료(sinterable material)와 같은 빌드 재료의 층 상에 원하는 패턴으로 디스펜싱된 후, 전자기 방사선(electromagnetic radiation)에 노출된다. 전자기 방사선은 적외선 광, 레이저 광, 또는 다른 적절한 전자기 방사선을 포함할 수 있다. 유착 작용제에서의 광 흡수 성분은 전자기 방사선을 흡수하여, 패턴화된 빌드 재료를 소결, 용융, 또는 유착시키는 추가적인 열을 생성함으로써, 패턴화된 빌드 재료가 응고되도록 한다.
LAP에서의 빌드 재료의 가열은 2개의 프로세스에서 발생될 수 있다. 제1 프로세스에서, 빌드 재료는 빌드 재료의 유착 온도 바로 아래의 온도로 가열되어 유지된다. 제2 프로세스에서, 유착 작용제가 빌드 재료 상에 원하는 패턴으로 "프린팅"되거나 또는 그렇지 않은 경우 디스펜싱되고, 다른 상대적으로 더 높은 강도의 전자기 방사선 소스에 노출된다. 이러한 상대적으로 더 높은 강도의 광은 패턴화된 유착 작용제 내로 흡수되어, 주변 빌드 재료가 유착되도록 한다. 광역 스펙트럼에 걸친 광을 방사하는 할로겐 램프가 이들 2개의 프로세스에서 이용될 수 있다.
이들 3D 프린팅 디바이스를 이용함으로써, 빌드 재료의 온도가 소결 이전에 빌드 재료의 전체 층에 걸쳐 미리 정의된 온도로 유지될 때, 보다 높은 품질의 프린팅된 3D 물체가 달성될 수 있다. 하나의 예에서, 유지된 온도는 빌드 재료의 유착 온도 바로 아래의 온도일 수 있다. 이러한 예에서, 유지된 온도는 빌드 재료의 유착 온도로부터 2℃ 내지 3℃ 차이가 날 수 있다. 임의의 쿨러(cooler), 및 빌드 재료의 소결은 발생되지 않을 수 있고, 임의의 하터(hotter), 및 빌드 재료의 소결이 정확하게 완료되지 않을 수 있어, 3D 물체의 변형이 형성되도록 초래한다.
일부 3D 프린팅 디바이스는 파우더 베드 온도를 측정하기 위해 고온계(pyrometer)를 이용할 수 있는 반면, 다른 3D 프린팅 디바이스는 파우더 베드의 전체 표면을 측정하기 위해 또는 빌드 재료 베드 상에서의, 고온계에 의해 모니터링될 수 있는 것보다 적어도 더 많은 포인트들을 측정하기 위해, 소형 열화상 카메라(thermographic camera)를 이용할 수 있다.
프린팅 프로세스 동안, 빌드 재료 베드 내의 온도 변동은 프린팅되고 있는 물체에 대해 기계적인 스트레스가 가해지도록 초래할 수 있다. 더욱이, 불충분한 레벨의 전자기 방사선이 제공되거나 또는 주위 온도가 너무 낮은 상황에서는 빌드 재료의 소결이 달성되지 못할 수 있다. 이것은 물체의 층의 적어도 일부분이 형성되지 않도록 초래하며, 물체가 구조적으로 및 시각적으로 결함이 있도록 야기할 수 있다. 더욱이, 너무 많은 전자기 방사선 또는 너무 높은 주위 온도는 3D 프린팅 디바이스의 빌드 재료 베드 상에 퇴적된 소결 재료가 너무 이르게 소결되도록 야기하고, 빌드 재료 상으로 프린팅되는 유착 작용제에 의해 원하는 패턴으로 정의되지 않는 물체의 부분을 생성할 수 있다. 따라서, 빌드 재료 베드의 표면에 대한 온도 그래디언트는 하급의 프린팅된 물체를 초래할 수 있다. 설정 제어 온도에 비하여 플러스 또는 마이너스 2℃의 빌드 재료 베드에 걸친 온도 균일성은 구조적으로 및 시각적으로 우수한 3D 프린팅된 물체를 초래할 것이다. 그러나, 이전의 3D 프린팅 디바이스와는 달리, 본 명세서에서 기술된 방법 및 시스템은 빌드 재료 베드에 대해 온도 균일성을 유지한다.
본 명세서에 기술된 예들은 3D 물체를 형성하는 방법 및 대응하는 시스템을 제공한다. 본 방법은 램프들의 어레이로 빌드 재료 베드를 조사(irradiating)하는 것을 포함할 수 있다. 램프들의 어레이는 복수의 램프를 포함한다. 또한, 방법은 열화상 카메라로, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하는 것을 포함할 수 있다.
열화상 카메라는 구역들의 검출된 온도가 원하는 온도 값 또는 값들의 범위 밖인지의 여부를 결정하기 위해, 구역들의 감지된 온도를 프로세서 및 PID(proportional-integral-derivative) 제어기에게 전달한다. 구역들의 검출된 온도가 원하는 온도 값 또는 값들의 범위 밖이 아니라면, 빌드 재료 베드의 온도가 다시 검출된다. 그러나, 구역들의 검출된 온도가 원하는 온도 값 또는 감들의 범위 밖이라면, 프로세서 및 PID 제어기는 램프 어레이 내의 램프들의 위치에 기초하여 복수의 램프들 각각에 할당된 다수의 가중치(weights)를 정의한다. 하나의 예에서, 램프의 가중치를 정의하는 것은 빌드 재료 베드의 온도의 가열 또는 검출 이전에 또는 이후에 수행될 수 있다. K1, K2,.., Kn은 램프들의 어레이 내의 램프들의 n개의 그룹에 대한 램프들에 대해 할당된 가중치를 정의한다. 하나의 예에서, 램프 어레이 내의 램프에 대한 가중치는 다음과 같이 정의될 수 있다. 즉, 램프들의 어레이의 코너에 위치된 램프들은 1.0의 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이의 측면에 위치된 램프들은 대략 0.7과 0.8 사이의 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이의 내부 부분에 위치된 램프들은 대략 0.2와 0.4 사이의 가중치가 할당된다.
PID 제어기는 제어 루프 피드백을 제공하고, 3D 프린팅 디바이스의 빌드 재료 베드의 원하는 온도와 같은 원하는 설정 포인트와 측정된 프로세스 변수 사이의 차이로서 에러 값을 계속적으로 계산한다. 위에서의 가중치들은 PID 제어기의 계산의 일부로서 입력된다.
본 명세서에서 기술된 예들은 3차원 물체를 형성하기 위한 시스템을 또한 제공한다. 시스템은 빌드 재료 베드, 및 빌드 재료 베드 상으로 조사하도록 배치된 램프 어레이를 포함한다. 램프 어레이는 램프 어레이의 중앙에 배치된 다수의 램프, 램프 어레이의 에지에 배치된 다수의 램프, 및 램프 어레이의 코너에 배치된 다수의 램프를 포함한다. 시스템은 램프 어레이의 램프들 각각에 공급된 전력을 제어하기 위한 PID 제어기를 더 포함할 수 있다. PID 제어기는 램프 어레이가 빌드 재료 베드를 조사하고, 열화상 카메라로, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하고, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하도록 야기한다.
램프 어레이는 빌드 재료 베드로부터 분리된 폐쇄 환경 내에 배치된다. 또한, 열화상 카메라는 빌드 재료 베드로부터 방사되는 적외선 방사선을 검출하기 위한 적외선 이미징 카메라이다.
본 명세서에서 기술된 예들은 3차원 물체를 형성하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 또한 제공한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 그것과 함께 구현된 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드(computer usable program code)를 포함한다. 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드는, 프로세서에 의해 실행될 때, 열화상 카메라로, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하고, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 빌드 재료 베드를 조사하는 램프들의 어레이의 다수의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절한다.
컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함하고, 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드는, 프로세서에 의해 실행될 때, 램프 어레이 내의 램프들의 위치에 기초하여 램프들 각각에 할당된 다수의 가중치를 정의한다. 램프들의 어레이의 코너에 위치된 램프에는 1인 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이의 측면에 위치된 램프에는 1보다 작은 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이의 내부 부분에 위치된 램프에는 램프들의 어레이의 측면에 위치된 램프보다 작은 가중치가 할당된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함하고, 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드는, 프로세서에 의해 실행될 때, 램프들 각각에 대해 정의된 가중 레벨(weighted level)에 기초하여 램프들의 어레이의 램프들에 공급된 전력 레벨을 조절한다. 하나의 예에서, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역은 빌드 재료 베드의 복수의 구역을 포함한다.
방법은 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하는 것을 더 포함할 수 있다. 이러한 전력의 조절은 복수의 램프 각각에 대해 정의된 가중 레벨에 기초하여 수행된다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용된 바와 같이, 용어 "빌드 재료 베드" 또는 유사한 표현은 3D 물체 빌드 재료가 그 위에 퇴적되는 임의의 기판으로서 넓게 이해되는 것으로 의미된다. 하나의 예에서, 빌드 재료는 세라믹 파우더일 수 있다. 유착 작용제가 빌드 재료 베드 상에 퇴적될 수 있다. 유착 작용제는 추가적인 전자기 방사선을 흡수하여, 빌드 재료 베드의 빌드 재료를 소결, 용융, 또는 그렇지 않은 경우 유착시키는 추가적인 열을 생성하여, 빌드 재료가 응고되어 3D 물체를 형성하도록 한다.
이하의 설명에서, 설명을 위한 목적으로, 본 시스템 및 방법에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해, 다양한 특정 세부사항들이 개시된다. 그러나, 본 기술 분야의 당업자라면, 본 장치, 시스템 및 방법은 이들 특정한 세부사항들 없이도 실시될 수 있음을 명백히 알 것이다. 명세서에서의 "예" 또는 유사한 표현에 대한 참조는, 그러한 예와 관련하여 기술된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 기술된 바와 같이 포함되지만, 다른 예에서는 포함되지 않을 수 있음을 의미한다.
이제 도면으로 돌아가면, 도 1은 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 3차원 물체를 형성하기 위한 컴퓨팅 디바이스(100)의 블록도이다. 컴퓨팅 디바이스(100)는 전자 디바이스에서 구현될 수 있다. 전자 디바이스의 예는, 다른 전자 디바이스들 중에서, 서버, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, PDA(personal digital assistants), 모바일 디바이스, 스마트폰, 게이밍 시스템 및 태블릿을 포함한다.
컴퓨팅 디바이스(100)는 독립형 하드웨어, 모바일 애플리케이션, 컴퓨팅 네트워크를 통한 것, 또는 그 조합들을 포함하는 임의의 데이터 처리 시나리오에서 이용될 수 있다. 더욱이, 컴퓨팅 디바이스(100)는 컴퓨팅 네트워크, 공공 클라우드 네트워크, 사설 클라우드 네트워크, 하이브리드 클라우드 네트워크, 다른 형태의 네트워크, 또는 그 조합들에서 이용될 수 있다. 하나의 예에서, 컴퓨팅 디바이스(100)에 의해 제공된 방법은, 예를 들면, 제3자에 의한 네트워크를 통한 서비스로서 제공된다. 이러한 예에서, 서비스는 예를 들면, 다음과 같은 것, 즉, 다수의 애플리케이션을 호스팅하는 SaaS(Software as a Service); 예를 들면, 다른 것들 중에서, 오퍼레이팅 시스템, 하드웨어 및 스토리지를 포함하는 컴퓨팅 플랫폼을 호스팅하는 PaaS(Platform as a Service); 예를 들면, 다른 것들 중에서, 서버, 저장 구성요소, 네트워크, 및 구성요소와 같은 장비를 호스팅하는 IaaS(Infrastructure as a Service); APlaaS(application program interface (API) as a service), 또는 다른 형태의 네트워크 서비스, 또는 그 조합들을 포함할 수 있다. 본 시스템은 시스템에서의 모듈들이 하나의 플랫폼 상에서 또는 다수 플랫폼에 걸쳐서 실행될 수 있는 하나 또는 다수의 하드웨어 플랫폼 상에서 구현될 수 있다. 그러한 모듈들은 다양한 형태의 클라우드 기법들 또는 하이브리드 클라우드 기법들에 대해 실행될 수 있으며, 또는 클라우드 상에서 또는 그로부터 떨어져서 구현될 수 있는 SaaS(Software as a Service)로서 제공될 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨팅 디바이스(100)에 의해 제공된 방법은 로컬 관리자에 의해 실행된다.
원하는 기능을 달성하기 위해, 컴퓨팅 디바이스(100)는 다양한 하드웨어 구성요소를 포함한다. 이들 하드웨어 구성요소들 중에서, 다수의 프로세서(101), 다수의 데이터 저장 디바이스(102), 다수의 주변 디바이스 어댑터(103), 다수의 네트워크 어댑터(104) 및 PID(proportional-integral-derivative) 제어기(110)가 있을 수 있다. 이들 하드웨어 구성요소는 다수의 버스 및/또는 네트워크 접속을 이용하여 상호접속될 수 있다. 하나의 예에서, 프로세서(101), 데이터 저장 디바이스(102), 주변 디바이스 어댑터(103), 네트워크 어댑터(104) 및 PID 제어기(110)는 버스(105)를 통해 통신가능하게 연결될 수 있다.
프로세서(101)는 데이터 저장 디바이스(102)로부터 실행가능 코드를 검색하고, 실행가능 코드를 실행하기 위한 하드웨어 아키텍쳐를 포함할 수 있다. 여기서 기술된 본 명세서의 방법에 따르면, 실행가능 코드는, 프로세서(101)에 의해 실행될 때, 프로세서(101)로 하여금, 3D 프린팅 디바이스가 복수의 램프를 포함하는 램프들의 어레이로 빌드 재료 베드를 조사하고, 열화상 카메라로, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하고, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하도록 야기하는 적어도 그 기능을 구현하도록 할 수 있다. 코드를 실행하는 과정에서, 프로세서(101)는 다수의 나머지 하드웨어 유닛들로부터 입력을 수신 및 다수의 나머지 하드웨어 유닛들에게 출력을 제공할 수 있다.
데이터 저장 디바이스(102)는 프로세서(101) 또는 다른 처리 디바이스에 의해 실행되는 실행가능 프로그램 코드와 같은 데이터를 저장할 수 있다. 기술되는 바와 같이, 데이터 저장 디바이스(102)는 프로세서(101)가 본 명세서에서 기술된 적어도 그 기능을 구현하기 위해 실행하는 다수의 애플리케이션을 나타내는 컴퓨터 코드를 명확하게 저장할 수 있다.
데이터 저장 디바이스(102)는 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하는 다양한 타입의 메모리 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 예의 데이터 저장 디바이스(102)는 RAM(Random Access Memory)(106), ROM(Read Only Memory)(107), 및 HDD(Hard Disk Drive) 메모리(108)를 포함한다. 많은 다른 타입의 메모리가 또한 이용될 수 있으며, 본 명세서는 데이터 저장 디바이스(102)에서의 많은 여러 가지 타입(들)의 메모리가 본 명세서에서 기술된 원리들의 특정한 응용에 적합한 것으로서 고려한다. 특정한 예에서, 데이터 저장 디바이스(102)에서의 상이한 타입의 메모리가 상이한 데이터 저장 필요성에 대해 이용될 수 있다. 예를 들어, 특정한 예에서, 프로세서(101)는 ROM(107)으로부터 부팅하고, HDD 메모리(108)에 비휘발성 저장을 유지하며, RAM(106)에 저장된 프로그램 코드를 실행할 수 있다.
일반적으로, 데이터 저장 디바이스(102)는 다른 것들 중에서, 컴퓨터 판독가능 매체, 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 또는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장 디바이스(102)는, 제한적인 것은 아니지만, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치, 또는 디바이스, 또는 전술한 것들의 임의의 적절한 조합일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 보다 구체적인 예는, 예를 들면, 다음과 같은 것, 즉, 다수의 와이어를 갖는 전기 접속, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, RAM, ROM, EPROM(erasable programmable read-only memory) 또는 플래시 메모리(Flash memory), 휴대용 CD-ROM(compact disc read-only memory), 광학 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 또는 전술한 것들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. 이러한 문서의 문맥에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해, 또는 이들과 관련하여 이용하기 위한 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함하거나 또는 저장할 수 있는 임의의 유형의 매체일 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해, 또는 이들과 관련하여 이용하기 위한 프로그램을 포함하거나 또는 저장할 수 있는 임의의 비일시적 매체일 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(100)에서의 하드웨어 어댑터들(103, 104)은 프로세서(101)가 컴퓨팅 디바이스(100)의 외부 및 내부의 다양한 다른 하드웨어 요소와 인터페이스할 수 있도록 한다. 예를 들어, 주변 디바이스 어댑터(103)는 예를 들면, 디스플레이 디바이스(109), 3D 프린팅 디바이스(200), 마우스 또는 키보드와 같은 입/출력 디바이스들에 대한 인터페이스를 제공할 수 있다. 주변 디바이스 어댑터(103)는 또한, 외부 저장 디바이스와, 예를 들면, 서버, 스위치, 및 라우터, 클라이언트 디바이스, 다른 타입의 컴퓨팅 디바이스, 및 그 조합들과 같은 다수의 네트워크 디바이스와 같은 다른 외부 디바이스에 대한 액세스를 제공할 수 있다.
PID 제어기(110)는 산업용 제어 시스템에서 이용된 제어 루프 피드백 메카니즘 또는 제어기이고, 그것은 여기서 단일 포인트 온도 제어 모드 및 다구역 온도 폐쇄 루프 제어 모드(multi-zone temperature close loop control mode) 둘다에서의 3D 프린팅 디바이스(200)의 빌드 재료 베드(도 2 및 3, 205)의 온도를 조절하는데 이용된다. 하나의 예에서, PID 제어기(110)는 빌드 재료 베드(도 2 및 3, 205) 상에 퇴적된 빌드 재료의 온도를 조절하는데 이용된다. 전술한 바와 같이, 빌드 재료는 빌드 재료의 유착 온도 바로 아래의 타겟 온도에서 유지되며, 하나의 예에서, 그것은 빌드 재료의 유착 온도로부터 2℃ 내지 3℃ 차이가 날 수 있다.
단일 포인트 온도 제어 모드 및 다구역 온도 폐쇄 루프 제어 모드 둘다에 대해, PID 제어기(110)는 3D 프린팅 디바이스(200) 내의 다수의 램프에 공급된 전력이 어떻게 조절되는지를 결정하는데 이용된다. PID 제어기(110)는 3D 프린팅 디바이스(200)의 빌드 재료 베드의 원하는 온도와 같은 원하는 설정 포인트와 측정된 프로세스 변수 사이의 차이로서 에러 값을 계속적으로 계산한다. PID 제어기(110)는 3D 프린팅 디바이스(200) 내의 램프들의 어레이 내의 다수의 램프에 공급된 전력(볼트 단위)과 같은 제어 변수를, 다음과 같은 가중된 합에 의해 결정된 새로운 값으로 조절함으로써, 시간에 걸친 에러를 최소화한다.
Figure pct00001
여기서, Kp, Ki 및 Kd(모두 음이 아님)는 비례(proportional), 적분(integral) 및 미분(derivative) 항들을 각각 나타내며, 때로는 P, I 및 D로 표시된다. 이러한 모델에서 "P"는 에러의 현재 값을 나타낸다. 예를 들어, 에러가 크고 양(positive)이라면, 제어 출력 또한 크고 양일 것이다. "I"는 에러의 과거 값을 나타낸다. 예를 들어, 현재 출력이 충분히 강하지 않다면, 에러가 시간에 걸쳐 누적될 것이며, 제어기는 보다 강한 동작을 적용함으로써 응답할 것이다. "D"는 현재 변화율에 기초한, 에러의 가능한 미래 값을 나타낸다.
3D 프린팅 디바이스(200)의 램프들을 제어하는 단일 포인트 온도 제어 모드는 빌드 재료 베드의 온도가 빌드 재료 베드의 전체가 단일의 구역이었던 것처럼 영향을 미치기 위해 어레이로서의 램프들의 전력 변화를 결정하기 위해 수학식 1을 이용하여 전체적으로 제어된다.
그러나, 다구역 온도 폐쇄 루프 제어 모드의 경우, PID 제어기(110)는 위에서의 수학식 1을 이용하여 다수의 램프의 전력 레벨을 개별적으로 또는 특정 구역에 할당된 그룹들로서 조절함으로써 빌드 재료 베드의 복수의 논리적으로 분할된 구역들의 온도에 개별적으로 영향을 미친다. 하나의 예에서, 3D 프린팅 디바이스(200)에서의 각각의 램프 또는 램프들의 그룹은 램프 또는 램프들의 그룹 아래에 위치된 구역에서 검출된 온도에 의해 제어될 수 있다. 아래의 수학식 2는 각각의 램프 또는 램프들의 그룹 아래의 열화상 카메라에 의해 검출된 온도에 기초하여 각각의 구역에 대해 적용된다. 따라서, 다구역 온도 폐쇄 루프 제어 모드에서, 3D 프린팅 디바이스(200)에서의 램프들 각각에 대한 전력은 다음과 같이 수학식 2에 의해 제어될 수 있다.
Figure pct00002
여기서, K1, K2,.., Kn은 각각의 구역이 각각의 램프로부터 수신하는 방사선의 양에 의존하는 가중치이다. 특정 램프가 특정 구역 바로 위에 위치된다면, 이러한 계수는 특정 구역 바로 위에 위치되지 않은 램프에 비하여 더 높다. 따라서, 램프가 특정 구역으로부터 더 멀수록, 그 특정 구역에 대한 그 램프의 영향은 더 낮고, 따라서 계수는 더 낮다.
K1, K2,.., Kn의 가중치는 예를 들면, 3D 프린팅 디바이스(200)의 빌드 재료 베드 상에 논리적으로 정의된 각각의 구역이 특정 램프 또는 램프들의 그룹으로부터 수신하는 방사선의 레벨에 기초하여 3D 프린팅 디바이스(200)의 복수의 램프 각각에 할당된 다수의 가중치로서 정의될 수 있다. 빌드 재료 베드에서의 논리적으로 정의된 구역들의 수가 3D 프린팅 디바이스(200)의 램프들의 수와 동일하다면, 램프들과 구역들 사이에 일대일 대응이 할당될 수 있고, 여기서 하나의 구역에는 해당 구역 위에 위치된 램프가 할당된다. 램프들의 수가 논리적으로 정의된 구역들의 수보다 크다면, 특정 구역 위에 위치되는 램프들의 그룹이 해당 특정 구역에 할당될 수 있다. 하나의 예에서, 램프 어레이 내의 램프들에 대한 가중치는 다음과 같이 정의될 수 있다. 즉, 어레이의 코너에 위치된 램프에는 1인 가중치가 할당되고, 어레이의 측면에 위치된 램프에는 1보다 작은 가중치가 할당되고, 어레이의 내부 부분에 위치된 램프에는 램프들의 어레이의 측면에 위치된 램프보다 작은 가중치가 할당된다.
더욱이, 하나의 예에서, 어레이의 코너에 위치된 램프들은 1.0의 가중치가 할당될 수 있고, 어레이의 측면에 위치된 램프들은 대략 0.7과 0.8 사이의 가중치가 할당될 수 있고, 램프들의 어레이의 내부 부분에 할당된 램프들은 대략 0.2와 0.4 사이의 가중치가 할당될 수 있다. 다른 예에서, 어레이의 코너에 위치된 램프들은 1.0의 가중치가 할당될 수 있고, 어레이의 측면에 위치된 램프들은 대략 0.7과 0.8 사이의 가중치가 할당될 수 있고, 램프들의 어레이의 내부 부분에 위치된 램프들은 대략 0.05와 0.4 사이의 가중치가 할당될 수 있다. 램프들에 개별적으로 공급된 전력 레벨의 조절은 복수의 램프 각각에 대해 정의된 가중 레벨에 기초한다. 본 명세서에서 및 첨부된 청구항들에서 이용된 바와 같이, 용어 "대략적으로" 또는 유사한 표현은 위에서의 가중치들과 관련하여 기술된 가중치 플러스 또는 마이너스 (±) 0.5로서 넓게 이해되는 것으로 의미된다.
램프들에 대해 조절된 전력 레벨들은 전압 신호의 고정된 사인파 텐션(fixed sinusoidal tension)을 컷팅하는 RMS(root-mean-square) 전압에 기초할 수 있다. 이러한 예에서, 정전류(constant current; cc) 전압이 PWM(pulse-width modulation)를 이용하여 컷팅되어, 원하는 출력 RMS 신호를 달성한다. 하나의 예에서, 가변 cc 전압 레벨, 가변 사인파 진폭 레벨, 또는 가변 저항기를 통한 전류 제어와 같은 다른 전류 제어 방법을 이용하여 램프에 대한 타겟 전력 레벨 출력을 달성할 수 있다.
PID 제어기(110)는 측정된 프로세스 변수에 의존하고, 기본적인 프로세스의 지식에는 의존하지 않으므로, 그것은 넓게 적용가능하다. 모델의 3개의 파라미터를 조정함으로써, PID 제어기(110)는 특정 프로세스 요건을 다룰 수 있다. PID 제어기(110)의 응답은 에러에 대한 그 응답성, 시스템이 설정 포인트를 오버슈트하는 정도, 및 임의의 시스템 진동의 정도의 관점에서 기술될 수 있다.
하나의 예에서, 컴퓨팅 디바이스(100)는 네트워크 접속을 통해 3D 프린팅 디바이스(200)에 연결되거나, 또는 3D 프린팅 디바이스(200)에 직접 연결될 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨팅 디바이스(100)는 3D 프린팅 디바이스(200)의 일부일 수 있다. 이러한 예에서, 컴퓨팅 디바이스(100)의 요소들은 단일의 컴퓨팅 가능 디바이스를 형성하기 위해 3D 프린팅 디바이스(200) 내에 포함될 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 디바이스(100) 및 3D 프린팅 디바이스(200)는 동일한 디바이스 내에 통합될 수 있다.
디스플레이 디바이스(109)는 컴퓨팅 디바이스(100)의 사용자가 컴퓨팅 디바이스(100)와 상호작용하고, 컴퓨팅 디바이스(100)의 기능을 구현하게 하도록 제공될 수 있다. 주변 디바이스 어댑터(103)는 또한 프로세서(101) 및 디스플레이 디바이스(109), 프린터, 또는 다른 매체 출력 디바이스 사이의 인터페이스를 생성할 수 있다. 네트워크 어댑터(104)는 예를 들면, 네트워크 내의 다른 컴퓨팅 디바이스들에 대한 인터페이스를 제공함으로써, 컴퓨팅 디바이스(100)와 네트워크 내에 위치된 다른 디바이스 사이의 데이터의 송신을 가능하게 할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(100)는, 프로세서(101)에 의해 실행될 때, 데이터 저장 디바이스(102) 상에 저장된 애플리케이션들의 수를 나타내는 실행가능 프로그램 코드와 관련된 디스플레이 디바이스(109) 상에 GUI(graphical user interfaces)의 수를 디스플레이할 수 있다. GUI는 실행가능 코드의 양상들을 포함할 수 있다. GUI는 예를 들면, CAD 컴퓨터 프로그램 제품으로 생성된 물체의 3D 모델을 3D 프린팅 디바이스(200)에 의해 프린팅될 물리적인 물체의 표현으로서 디스플레이할 수 있다. 추가적으로, 디스플레이 디바이스(109)의 GUI 상에 다수의 상호작용 제스쳐를 생성함으로써, 사용자는 물체를 나타내는 데이터를 준비하여, 3D 프린팅 디바이스(200에게 물체를 프린트하도록 지시할 수 있다. 디스플레이 디바이스(109)의 예는 다른 디스플레이 디바이스들(109) 중에서, 컴퓨터 스크린, 랩탑 스크린, 모바일 디바이스 스크린, PDA(personal digital assistant) 스크린 및 태블릿 스크린을 포함한다. 3D 프린팅 디바이스(200)는 이하에 보다 상세히 기술될 것이다.
컴퓨팅 디바이스(100)는 본 명세서에서 기술된 방법들 및 시스템들의 구현에 이용되는 다수의 모듈을 더 포함한다. 컴퓨팅 디바이스(100) 내의 다양한 모듈들은 분리되어 실행될 수 있는 실행가능 프로그램 코드를 포함한다. 이러한 예에서, 다양한 모듈들은 분리된 컴퓨터 프로그램 제품으로서 저장될 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨팅 디바이스(100) 내의 다양한 모듈들은 다수의 컴퓨터 프로그램 제품들 내에서 결합될 수 있고, 각각의 컴퓨터 프로그램 제품은 다수의 모듈을 포함한다.
컴퓨팅 디바이스(100)는 예를 들면, 프로세서(101)에 의해 실행될 때, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하기 위한 램프 전력 모듈(111)을 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 전력의 조절은 PID 제어기(110)에 의해 제공된 제어 루프 피드백에 기초한다. 이러한 방식으로, 빌드 재료 베드의 온도가 원하는 온도와 동일하지 않을 때, 프로세서(101)는 램프 전력 모듈(111)을 실행하고, PID 제어기(110)에 의해 제공된 제어 루프 피드백에 기초하여, 모든 램프들, 어레이 내의 램프들의 그룹, 또는 단일의 램프에 제공된 전력의 양을 조절한다.
이제, 도 2 및 3의 3D 프린팅 디바이스(200)가 기술될 것이다. 도 2는 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 3D 프린팅 디바이스(200)의 블록도이다. 더욱이, 도 3은 본 명세서에서 기술된 원리들의 예에 따른 3D 프린팅 디바이스(200)의 등각투영 컷어웨이 도면이다. 하나의 예에서, 3D 프린팅 디바이스(200)는 컴퓨팅 디바이스(100) 대신에 PID 제어기(110)를 포함한다.
3D 프린팅 디바이스(200)는 빌드 재료 베드(205)를 포함한다. 빌드 재료 베드(205)는 그 위에 소결 재료와 같은 빌드 재료가 층으로 되는 임의의 타입의 기판일 수 있다. 전술한 바와 같이, 빌드 재료 베드(205)는 빌드 재료 및 유착 작용제의 임의의 수의 층, 즉, 3D 물체의 상이한 층들을 형성하기 위해 소정의 시간에 빌드 재료 베드(205) 상에 각각 퇴적된 층을 수용할 수 있다. 하나의 예에서, 다수의 빌드 재료 공급 용기가 빌드 재료 베드(205)와 나란히 배치될 수 있다. 빌드 재료 레이어링 디바이스(build material layering device)(215)는 빌드 재료 공급 용기로부터 빌드 재료를 받아서, 빌드 재료의 제1의 또는 새로운 층을 빌드 재료 베드(205) 상에 퇴적할 수 있다. 따라서, 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용된 바와 같이, 용어 "빌드 재료 베드" 또는 유사한 표현은 그 위에 3D 물체 빌드 재료가 퇴적되는 임의의 기판으로서 넓게 이해되는 것으로 의미된다.
3D 프린팅 디바이스(200)는 램프 어레이(225)를 포함한다. 램프 어레이(225)는 본 명세서에서 집합적으로 램프(210)로서 지칭되는 다수의 램프(210-1 내지 210-24)를 포함한다. 램프(210)는 빌드 재료 베드(205)에 열을 제공하기 위한 전자기 방사선을 방사하는 임의의 수의 디바이스를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 램프(210)는 700 나노미터와 1 밀리미터 파장들 사이의 적외선 파장에서의 전자기 방사선을 방사하는 적외선(IR) 램프일 수 있다. 하나의 예에서, 램프 어레이(225)의 램프들(210)은 램프(210)로부터의 전자기 방사선이 그것을 통해 투영되는 판유리(a pane of glass)(240) 및 최상부 부분을 포함하는 하우징에 포함된다. 판유리(240)는 램프(210)를 3D 프린팅 디바이스(200)의 내부로부터 분리한다. 더욱이, 하나의 예에서, 하우징 내의 램프 어레이(225)는 동작 동안에 램프(210)를 차갑게 유지하기 위해 전용의 냉각 시스템에 노출될 수 있지만, 냉각 시스템에 의해 제공된 차가운 공기를 3D 프린팅 디바이스(200)의 내부 및 빌드 재료 베드(205)로부터 분리시킴으로써, 3D 프린팅 디바이스(200)의 프린팅 영역 내의 규정된 온도를 유지하면서, 여전히 분리된 환경 내의 램프(210)를 냉각시킬 수 있다.
열화상 카메라(212)가 램프 어레이(225)에 연결될 수 있다. 하나의 예에서, 열화상 카메라(212)는 램프 어레이(225)의 중앙 부분에 연결된다. 램프 어레이(225)의 램프들(210) 사이의 열화상 카메라(212)의 중앙 위치는 빌드 재료 베드(205) 및 그 위에 배치된 빌드 재료의 층의 균일한 가열을 제공한다. 더욱이, 램프 어레이(225)의 램프들(210) 사이의 열화상 카메라(212)의 중앙 위치는 빌드 재료 베드(205) 상에 제공된 온도 프로파일의 보다 효율적이고, 많은 것을 커버하는 검출 및 측정을 제공하는데, 열화상 카메라(212)가 직접 각진(directly angled) 위치로부터 빌드 재료 베드(205)의 전체를 이미징할 수 있기 때문이다. 이러한 예에서, 램프(210)는, 램프(210)가 램프(210)에 의해 직접 커버되지는 않지만 열화상 카메라(212)에 의해 점유되는 빌드 재료 베드(205)의 중앙 부분을 포함하는 빌드 재료 베드(205) 상의 빌드 재료의 층을 정확하게 가열하도록 위치된다.
다른 예에서, 그러나, 열화상 카메라(212)는 3D 프린팅 디바이스(200) 내의 어느 곳에라도 배치될 수 있다. 열화상 카메라(212)는 예를 들면, 빌드 재료 베드(205)의 적어도 하나의 부분으로부터 방사되는 적외선 방사선과 같은 전자기 방사선을 검출할 수 있는 임의의 타입의 카메라일 수 있다. 임의의 수의 열 카메라가 빌드 재료 베드(205)의 전체 표면의 전부 또는 일부를 검출하는데 이용될 수 있다. 하나의 예에서, 열화상 카메라(212)는 14,000 nm까지의 파장을 갖는 빌드 재료 베드(205)로부터 방사되는 전자기 방사선을 검출한다. 이러한 예에서, 카메라는 빌드 재료 베드(205)의 전체를 따라 이러한 방사된 적외선 방사선을 계속적으로 검출한다. 하나의 예에서, 고온계들의 어레이가 열화상 카메라(212) 대신에 이용될 수 있으며, 각각의 고온계는 빌드 재료 베드(205)의 표면 상의 단일 포인트의 방사율(emissivity)을 검출한다. 이러한 예에서, 온도 데이터의 픽셀의 수는 어레이에서의 고온계의 수에 의존할 수 있다. 다른 예에서, 고온계는 빌드 재료 베드(205)의 다수의 구역의 온도를 얻기 위해, 열화상 카메라(212)와 함께 이용될 수 있다. 또다른 예에서, 복수의 열화상 카메라(212)가 빌드 재료 베드(205)의 다수의 구역의 온도를 얻기 위해 이용될 수 있다. 또다른 예에서, 단일의 열화상 카메라(212)가 빌드 재료 베드(205)의 다수의 구역의 온도를 얻기 위해 이용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 3D 프린팅 디바이스(200)는 빌드 재료 베드(205)와, 열화상 카메라(212)와, 롤러(235)를 갖는 빌드 재료 레이어링 디바이스(215)와, 다수의 램프(210)와, 프린트헤드(230)를 포함한다. 이제, 이들 각각 사이의 상호작용에 대해 보다 상세히 기술될 것이다.
동작 동안, 열화상 카메라(212)는 빌드 재료 베드(205)의 온도를 계속적으로 모니터링할 수 있다. 열화상 카메라(212)는 빌드 재료 베드(205)가 램프(210)에 의해 빌드 재료의 유착 온도 아래 2℃ 내지 3℃ 사이의 온도로 가열됨에 따라 빌드 재료 베드(205)에 의해 방사된 적외선 방사선을 모니터링한다. 하나의 예에서, 열화상 카메라(212)는 빌드 재료가 램프(210)에 의해 가열되는 것 뿐만 아니라, 빌드 재료에 의해 방사된 적외선 방사선을 또한 모니터링할 수 있다. 빌드 재료 레이어링 디바이스(215)는 빌드 재료 베드(205)에 걸쳐 진행된다. 빌드 재료 레이어링 디바이스(215)는 빌드 재료 베드(205)의 모든 부분에 걸쳐 지나가고, 빌드 재료의 층을 빌드 재료 베드(205) 상으로 위치시킨다. 롤러(235)는 빌드 재료 베드(205)의 표면을 따라 빌드 재료를 밀어서 펴거나 또는 납작하게 하여, 빌드 재료 베드(205)의 전체 표면을 따른 빌드 재료의 고른 커버리지를 달성한다.
전술한 바와 같이, 프린트헤드(230)는 빌드 재료 베드(205)의 전체를 통해 또한 지나감으로써, 유착 작용제를 빌드 재료의 제1의 또는 새롭게 형성된 층의 표면 상에 퇴적할 수 있다. 하나의 예에서, 유착 작용제는 프린트헤드(230) 상에 광을 방사하는 다수의 전자기 방사선으로부터 추가적인 에너지를 흡수한다. 이러한 추가적인 에너지가 유착 작용제에 의해 흡수됨에 따라, 유착 작용제는 임의의 둘러싸는 빌드 재료를 빌드 재료의 유착 온도와 동일하거나 또는 그 온도보다 높은 온도로 가열하기 시작한다. 이것은 빌드 재료를 용융, 소결, 또는 그렇지 않은 경우 유착시킴으로써, 3D 물체의 일부가 형성되도록 야기한다.
3D 프린팅 디바이스(225)에서의 램프 어레이(225)의 기능은 프린팅되지 않은 부분 빌드 재료 베드를 특정 온도로 설정하는 것이다. 도 2 및 3으로 다시 되돌아가면, 램프 어레이(225)는 임의의 수의 램프(210)를 포함할 수 있다. 도 2에서, 24개의 램프(210)가 도시된다. 그러나, 빌드 재료 베드(205)를 가열하기 위해, 임의의 수의 램프(210)가 램프 어레이(225)에 포함될 수 있다. 램프 어레이(225)에서의 램프(210)의 수 및 배열은 램프(210)가 상이한 전력 레벨들에서 전력을 공급받을 수 있음을 고려하여, 빌드 재료 베드(205)의 표면에 걸쳐 균일한 방사선을 제공하도록 계산된다. 따라서, 3D 프린팅 디바이스(200)는 예를 들면, 빌드 재료 베드(205)의 크기에 기초하여, 램프(210)의 상이한 배열 및 위치배정을 포함하는 램프 어레이(225)를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 램프 어레이(225)의 중앙에 비교적 근접하여 위치된 램프(210-21, 210-22, 210-23, 210-24)는, 상대적으로 더 높은 전력 레벨에서 동작할 수 있는 램프 어레이(225)의 외측 에지 상의 램프(210-1 내지 210-20)보다 상대적으로 더 낮은 전력 레벨에서 동작할 수 있다. 이것은 빌드 재료 베드(205)의 중앙이 모든 램프들(210)로부터 방사선을 수신하는 반면, 빌드 재료 베드(205)의 외측 에지는 빌드 재료 베드(205)의 바로 위 영역에 배치된 램프들(210-1 내지 210-20)로부터 방사선을 수신하기 때문이다. 하나의 예에서, 그리고 이하에 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 램프(210)는 램프(210)에 대한 전력에서의 변화가 특정 램프(210)에 어떻게 영향을 미치는 지를 정의하는 가중 계수(weighted factor)가 할당될 수 있다. 예를 들어, 램프들의 어레이(225)의 중앙에 위치된 램프(210)에는 1인 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이(225)의 측면에 위치된 램프(210)에는 1보다 작은 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이(225)의 내부 부분에 위치된 램프(210)에는 램프들의 어레이(225)의 측면에 위치된 램프(210)보다 작은 가중치가 할당된다. 램프들의 어레이(225)의 램프(210)에 공급된 전력 레벨을 조절하는 것은 복수의 램프(210) 각각에 대해 정의된 가중 레벨에 기초할 수 있다.
전술한 바와 같이, 램프(210)의 제어에 대한 피드백이, 램프 어레이(225) 근처에 또는 내부에 위치된 열화상 카메라(212)에 의해 제공된다. 또한, 전술한 바와 같이, 도 2에 도시된 바와 같이 램프 어레이(225)의 중앙에 위치된 단일의 열화상 카메라(212)이면 충분할 수 있다. 그러나, 하나의 예에서, 다수의 열화상 카메라(212)가 램프 어레이(225)의 측면에 또한 위치되어, 빌드 재료 베드(205)의 외측 부분들의 온도를 검출할 수 있다.
도 4는 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 도 2 및 3의 3D 프린팅 디바이스(200)의 빌드 재료 베드(205)의 평면 블록도이다. 도 4는 빌드 재료 베드(205) 상에 프린팅되고 있는 3D 물체(405)를 도시한다. 도 4의 예에서, 3D 물체(405)는 토러스 형태(torus shape)를 포함한다. 3D 물체를 형성할 때, 빌드 재료 베드(205)의 부분들은 프린팅되지 않을 수 있다. 이들 프린팅되지 않은 부분들은 3D 프린팅 디바이스(200) 및 컴퓨팅 디바이스(100)에 의해, 빌드 재료 베드(205)의 표면을 따라 균일한 온도를 유지하는데 이용된다.
하나의 예에서, 빌드 재료 베드(205)는, 본 명세서에서 집합적으로 구역들(400)로서 지칭되는 다수의 상이한 구역들(400-1 내지 400-9)으로 논리적으로 분할될 수 있다. 9개의 구역(400)이 도 4에 도시된다. 그러나, 더 적거나 또는 더 많은 구역(400)이 빌드 재료 베드(205)의 표면을 논리적으로 분할할 수 있다. 하나의 예에서, 구역들의 수는 사용자가 정의가능하다. 더욱이, 하나의 예에서, 구역들의 수는 램프 어레이(225)에서의 램프들(210)의 수와 동등하다. 상이한 구역들(400)로부터의 온도 판독치들을 이용하여, 빌드 재료 베드(205)의 어떤 부분 또는 부분들이 원하는 온도 값 또는 값들의 범위 밖에 있는 온도를 갖는지를 결정할 수 있다. 다구역 온도 폐쇄 루프 제어 시스템에서, 빌드 재료 베드(205)는 도 4에 도시된 바와 같은 구역들(400)로 논리적으로 분할되며, 구역들(400) 각각의 온도는 램프 어레이(225)에서의 상이한 램프들(210)에 의해 방사된 방사선에 의해 영향을 받는다. 하나의 예에서, 특정 램프(210)가 특정 구역(400)에 더 가까울수록, 그 특정 램프(210)가 그 특정 구역(400)의 온도에 관해 갖는 영향이 더 커지게 된다. 다구역 온도 폐쇄 루프 제어 시스템은 다양한 방식으로 정의될 수 있고, 각각의 램프(210)의 전력 레벨 및 결과적으로 방사된 전자기 방사선의 레벨은, 램프들(210) 각각에 할당된 가중치들의 수에 기초하여, 및 구역들(400) 각각에 대해, PID 제어기(110)에 의해 정의될 수 있다. 하나의 예에서, 각각의 램프(210) 또는 램프들의 그룹은 램프(400) 또는 램프들의 그룹 아래의 구역(400) 또는 구역들의 검출된 온도에 기초하여 제어될 수 있다.
다수의 제어 포인트(410)가 빌드 재료 베드(205)의 표면을 따라 선택 및 정의될 수 있다. 제어 포인트(410)는 프린팅되지 않은 빌드 재료 베드(205) 상의 임의의 포인트일 수 있다. 따라서, 온도 폐쇄 루프 제어 포인트로서 이용하기 위해 선택되는 제어 포인트는 빌드 재료 베드(205)의 프린팅되지 않은 부분일 것이다. 빌드 재료 베드(205)의 프린팅된 영역의 온도는 3D 프린팅 디바이스에서의 다른 열 제어 시스템을 위해 이용하기 위한 것일 수 있지만, 일반적으로 빌드 재료 자체 또는 프린팅된 영역의 온도는 램프 어레이(225)와 관련하여 이용되지 않는다.
도 5는 본 명세서에서 기술된 원리들의 하나의 예에 따른, 3D 물체를 형성하는 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 5의 방법은 램프들(210)의 어레이(225)로 빌드 재료 베드(205)를 조사(블록 501)함으로써 시작될 수 있다. 램프들(210)의 어레이(225)는 복수의 램프(210)를 포함한다. 방법은 또한 열화상 카메라(212)로, 빌드 재료 베드(212)의 적어도 하나의 구역(400) 내의 제어 포인트(410)의 온도를 검출(블록 502)하는 것을 포함할 수 있다. 램프들의 어레이(225)의 램프(210) 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨은, 빌드 재료 베드(205)의 적어도 하나의 구역(400)의 제어 포인트(410)의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우에 조절(블록 503)될 수 있다. 이제, 도 5의 방법에 관한 보다 상세한 내용이 도 6과 관련하여 기술될 것이다.
도 6은 본 명세서에서 기술된 원리들의 다른 예에 따른, 3D 물체를 형성하는 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 6의 방법은 램프들(210)의 어레이(225)로 빌드 재료 베드(205)를 조사(블록 601)함으로써 시작될 수 있다. 램프들(210)의 어레이(225)는 복수의 램프(210)를 포함한다. 방법은 또한 열화상 카메라(212)로, 빌드 재료 베드(205)의 적어도 하나의 구역(400) 내의 제어 포인트(410)의 온도를 검출(블록 602)하는 것을 포함할 수 있다.
열화상 카메라(212)는 구역들(400)의 검출된 온도가 원하는 온도 값 또는 값들의 범위 밖에 있는지의 여부를 결정하기 위해, 구역들(400)의 감지된 온도를 프로세서(101) 및 PID 제어기(110)에 전달한다. 구역들(400)의 검출된 온도가 원하는 온도 값 또는 값들의 범위 밖에 있지 않다면(블록 603, 결정 "아니오"), 방법은 블록(602)으로 되돌아가서, 온도를 다시 검출한다. 이러한 방식으로, 빌드 재료 베드(205)의 온도는 계속적으로 감지되고 분석된다.
그러나, 구역들(400)의 검출된 온도가 원하는 온도 값 또는 값들의 범위 밖에 있다면(블록 603, 결정 "예"), 프로세서(101) 및 PID 제어기(110)는 램프 어레이(225) 내의 램프들(210)의 위치에 기초하여, 복수의 램프(210) 각각에 할당된 다수의 가중치를 정의(블록 604)한다. 하나의 예에서, 램프들(210)의 가중치들을 정의(블록 604)하는 것은 블록들(601, 602 또는 603) 이전에 또는 이후에 수행될 수 있고, 심지어 오프라인으로도 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 램프 어레이(225)는 임의의 수 또는 타입의 배열로 배열된 임의의 수의 램프(210)를 포함할 수 있다. 그러나, 하나의 예에서, 램프(210)는 램프(210)에 대한 전력에서의 변화가 특정 램프(210)에 어떻게 영향을 미치는 지를 정의하는 가중 계수가 할당될 수 있다. 일반적으로, 균일한 방사선을 갖기 위해, 그리고 결과적으로 균일하게 가열된 빌드 재료 베드(205)를 얻기 위해, 각각의 램프(210)는 특정 전력 레벨에서 전력을 공급받는다. 따라서, 하나의 예에서, 램프들의 어레이(225)의 코너에 위치된 램프(210)에는 1인 가중치가 할당될 수 있고, 램프들의 어레이(225)의 측면에 위치된 램프(210)에는 1보다 작은 가중치가 할당될 수 있고, 램프들의 어레이(225)의 내부 부분에 위치된 램프(210)에는 램프들의 어레이(225)의 측면에 위치된 램프(210)보다 작은 가중치가 할당된다.
램프들(210) 사이에 상대적인 전력 레벨을 제공하는 이러한 타입의 가중 방안은, 빌드 재료 베드(205)의 중앙 영역은 램프 어레이(225) 내의 모든 램프들(210)로부터 전자기 방사선을 수신하는 반면, 빌드 재료 베드(205)의 에지는 램프들(210-1 내지 210-20)과 같은 코너 및 에지 램프들로부터 주로 전자기 방사선을 수신하지만 램프들(210-21, 210-22, 210-23, 210-24)과 같은 램프 어레이(225)의 코너 및 측면에 대해 내부에 있는 램프들(210)로부터는 그렇게 많이 수신하지 않는다는 사상을 고려한다. 따라서, 램프들(210-21, 210-22, 210-23, 210-24)과 같은 램프 어레이(225)의 코너 및 측면에 대해 내부에 있는 램프들(210)은, 램프들(210-1 내지 210-20)과 같은 램프 어레이(225)의 코너 및 측면에 위치된 램프들(210)보다 낮은 레벨로 가중된다.
하나의 예에서, 램프 어레이(225) 내의 램프들(210)에 대한 가중치는 다음과 같이 정의될 수 있다. 즉, 램프들의 어레이(225)의 코너에 위치된 램프(210)는 1.0의 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이(225)의 측면에 위치된 램프(210)는 대략 0.7과 0.8 사이의 가중치가 할당되고, 램프들의 어레이(225)의 내부 부분에 위치된 램프(210)는 대략 0.2와 0.4 사이의 가중치가 할당된다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용된 바와 같이, 용어 "대략적으로" 또는 유사한 표현은 위에서의 가중치와 관련하여 플러스 또는 마이너스 (±) 0.5로서 넓게 이해되는 것으로 의미된다.
전술한 바와 같이, PID 제어기(110)는 제어 루프 피드백을 제공하며, 3D 프린팅 디바이스(200)의 빌드 재료 베드(205)의 원하는 온도와 같은 원하는 설정 포인트와 측정된 프로세스 변수 사이의 차이로서 에러 값을 계속적으로 계산한다. 위에서의 가중치들은 PID 제어기의 계산의 일부로서의 입력이다.
도 6의 방법은 빌드 재료 베드(205)의 적어도 하나의 구역(400)의 제어 포인트(410)의 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 램프들의 어레이(225)의 램프들(210) 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절(블록 605)하는 것으로 계속될 수 있다. 블록(605)에서, 조절은 복수의 램프(210) 각각에 대해 정의된 가중 레벨에 기초하여 수행된다. 또한, 설정 온도는 빌드 재료의 유착 온도 바로 아래의 어딘가에 있는 온도이다.
하나의 예에서, 제어 포인트(410)는 도 6의 블록들(601 내지 605)의 실행 이전에 정의될 수 있다. 제어 포인트(410)는 프린팅될 3D 물체(405)의 CAD 모델 또는 다른 디지털 표현에 기초하여 정의될 수 있다. 이러한 예에서, 빌드 재료 베드(205)의 다수의 프린팅되지 않은 영역이 3D 물체(405)의 디지털 표현으로부터 결정될 수 있고, 이들 영역 중 하나가 제어 포인트(410)로서 선택될 수 있다. 따라서, 빌드 재료 베드(205)의 프린팅되지 않은 영역들은 프린트 데이터에 의해 정의될 수 있다. 더욱이, 3D 물체(405)의 프린팅 동안에 및 프린팅 이후에, 프로세서(101)는 제어 포인트(410)를 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역(400) 내의 다른 제어 포인트로 조절할 수 있다.
도 6의 블록(604)과 관련된 다른 예에서, 램드들의 어레이(225)의 램프들(210) 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨은 구역들(400) 각각에 할당된 가중치에 기초할 수 있다. 따라서, 하나의 예에서, 프로세서(101) 및 PID 제어기(110)는 구역들(400) 각각에 대한 가중치를 정의할 수 있고, 램프들(210)에 대한 전력을 제어함으로써 구역들(400) 각각의 온도를 제어할 수 있다. 이러한 예에서, 특정 램프(210)가 특정 구역(400)의 온도에 대해 갖는 영향은 특정 구역(400)에 대한 특정 램프(210)의 근접성에 기초한다.
더욱이, 이러한 예에서, 빌드 재료 베드(205) 내의 구역들(400)의 위치에 기초하여 구역들(400) 각각에 할당된 다수의 가중치를 정의하는 것은 다음과 같이 정의될 수 있다. 즉, 빌드 재료 베드(205)의 코너에 위치된 구역(400)에는 1인 가중치가 할당되고, 빌드 재료 베드(205)의 측면에 위치된 구역(400)에는 1보다 작은 가중치가 할당되고, 빌드 재료 베드(205)의 내부 부분에 위치된 구역(400)에는 빌드 재료 베드의 측면에 위치된 구역(400)보다 작은 가중치가 할당된다. 램프들의 어레이(225)의 램프들(210) 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨은 복수의 구역(400) 각각에 대해 정의된 가중 레벨에 기초할 수 있다.
도 5 및 6에서, 램프들(210)의 전력 레벨의 조절은 모든 다른 램프들(210)과는 독립적으로 행해질 수 있다. 이러한 예에서, 램프 어레이(225) 동작들은 램프들(210)이 위치되는 구역들(400)에 대한 온도 타켓을 달성한다. 따라서, 각각의 램프(210)는 다른 램프들(210)과는 독립적으로 제어될 수 있다. 하나의 예에서, 복수의 램프(210)는 주어진 구역(400) 내의 온도로 할당되거나 또는 그렇지 않은 경우 온도에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 예에서, 주어진 구역(400)의 온도에 영향을 미칠 수 있는 램프들(210)은 주어진 구역(400)에서의 원하는 온도를 달성하도록 협력하여 작용한다.
단일 포인트 온도 제어 모드가 실행되는 도 5 및 6의 하나의 예에서, 다양한 램프들(210)에 대한 가중치 세트가, 램프 어레이(225) 내의 모든 램프들(210)이 램프 어레이 프로파일에 기초하여 전체로서 또는 함께 조절되도록 야기하는 램프 어레이 프로파일을 정의할 수 있다. 이러한 예에서, 빌드 재료 베드(205)의 온도가 원하는 온도 범위 밖에 있다면, 램프들(210)의 전력 레벨의 조절은 램프 어레이 프로파일을 따른다.
본 시스템 및 방법의 양상들이, 본 명세서에서 기술된 원리들의 예에 따른 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 예시 및/또는 블록도를 참조하여 기술된다. 흐름도 예시 및 블록도의 각 블록도, 및 흐름도 예시 및 블록도에서의 블록들의 조합은 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드에 의해 구현될 수 있다. 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드는 머신을 생성하기 위한 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그래밍가능 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공되어, 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드가, 예를 들면, 컴퓨팅 디바이스(100) 또는 다른 프로그래밍가능 데이터 처리 장치의 프로세서(101) 및/또는 PID 제어기(110)를 통해 실행될 때, 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에서 지정된 함수 또는 동작을 구현하도록 한다. 하나의 예에서, 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에서 구현될 수 있으며, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부이다. 하나의 예에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체이다.
전술한 설명은 기술된 원리들의 예를 예시 및 기술하기 위해 제공되었다. 이러한 설명은 완전한 것이거나, 이들 원리를 개시된 임의의 정확한 형태로 제한하도록 의도하지 않는다. 전술한 개시 내용의 관점에서 많은 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (15)

  1. 3차원(3D) 물체를 형성하는 방법으로서,
    복수의 램프를 포함하는 램프들의 어레이로 빌드 재료 베드(build material bed)를 조사하는 단계와,
    열화상 카메라로, 상기 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하는 단계와,
    상기 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 상기 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 상기 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하는 단계를 포함하는
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하는 단계는,
    상기 램프들의 어레이 내의 램프들의 위치에 기초하여, 상기 복수의 램프 각각에 할당된 다수의 가중치를 정의하는 단계 - 상기 램프들의 어레이의 코너에 위치된 램프에는 1인 가중치가 할당되고, 상기 램프들의 어레이의 측면에 위치된 램프에는 1보다 작은 가중치가 할당되며, 상기 램프들의 어레이의 내부 부분에 위치된 램프에는 상기 램프들의 어레이의 측면에 위치된 램프보다 작은 가중치가 할당됨 - 와,
    상기 복수의 램프 각각에 대해 정의된 가중 레벨에 기초하여 상기 램프들의 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하는 단계를 포함하는
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    K1, K2,.., Kn가 상기 램프들의 어레이 내의 램프들의 n 개의 그룹에 대한 램프에 대해 할당된 가중치를 정의하는
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 포인트를 상기 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 다른 제어 포인트로 조절하는 단계를 포함하는
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 포인트는 상기 빌드 재료 베드의 프린팅되지 않은 표면인
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 포인트의 위치는 상기 3D 물체의 디지털 표현에 기초하여 정의되는
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 램프들의 어레이에서의 램프들의 수가 구역들의 수와 동일한 경우, 각각의 램프를 구역에 일대일 상관으로 할당하는 단계를 포함하는
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 램프들의 어레이에서의 램프들의 수가 구역들의 수보다 큰 경우, 램프들의 그룹을 구역에 할당하는 단계를 포함하는
    3차원(3D) 물체를 형성하는 방법.
  9. 3차원 물체를 형성하는 시스템으로서,
    빌드 재료 베드와,
    상기 빌드 재료 베드 상으로 조사하도록 배치된 램프 어레이와,
    상기 램프 어레이 내에 중심적으로 배치된 열화상 카메라를 포함하되,
    상기 램프 어레이는,
    상기 램프 어레이의 중앙에 배치된 다수의 램프와,
    상기 램프 어레이의 에지에 배치된 다수의 램프와,
    상기 램프 어레이의 코너에 배치된 다수의 램프를 포함하는
    3차원 물체를 형성하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 램프 어레이의 램프들 각각에 공급된 전력을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 램프 어레이가 상기 빌드 재료 베드를 조사하게 하고,
    상기 열화상 카메라로, 상기 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하며,
    상기 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 상기 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 상기 램프 어레이의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하는
    3차원 물체를 형성하는 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 램프 어레이는 상기 빌드 재료 베드로부터 분리된 폐쇄 환경 내에 배치되는
    3차원 물체를 형성하는 시스템.
  12. 3차원 물체를 형성하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    구현된 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하고,
    상기 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드는, 프로세서에 의해 실행될 때,
    열화상 카메라로, 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역 내의 제어 포인트의 온도를 검출하고,
    상기 빌드 재료 베드의 적어도 하나의 구역의 제어 포인트의 상기 검출된 온도가 설정 온도와 동일하지 않은 경우, 상기 빌드 재료 베드를 조사하는 램프 어레이의 다수의 램프들 중 적어도 하나에 공급된 전력 레벨을 조절하는
    컴퓨터 프로그램 제품.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 램프 어레이 내의 램프들의 위치에 기초하여 상기 램프들 각각에 할당된 다수의 가중치를 정의 - 상기 램프 어레이의 코너에 위치된 램프에는 1인 가중치가 할당되고, 상기 램프 어레이의 측면에 위치된 램프에는 1보다 작은 가중치가 할당되며, 상기 램프 어레이의 내부 부분에 위치된 램프에는 상기 램프 어레이의 측면에 위치된 램프보다 작은 가중치가 할당됨 - 하고,
    상기 램프들 각각에 대해 정의된 가중 레벨에 기초하여 상기 램프 어레이의 램프들에 공급된 전력 레벨을 조절
    하는 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함하는
    컴퓨터 프로그램 제품.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 램프 어레이에서의 램프들의 수가 구역들의 수와 동일한 경우, 각각의 램프를 구역에 일대일 상관으로 할당하는 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함하는
    컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 램프 어레이에서의 램프들의 수가 구역들의 수보다 큰 경우, 램프들의 그룹을 구역에 할당하는 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함하는
    컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020187026588A 2016-05-12 2016-05-12 3차원 물체 형성 기법 KR102182753B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2016/032157 WO2017196351A1 (en) 2016-05-12 2016-05-12 Forming a three-dimensional object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190028361A true KR20190028361A (ko) 2019-03-18
KR102182753B1 KR102182753B1 (ko) 2020-11-26

Family

ID=60267331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187026588A KR102182753B1 (ko) 2016-05-12 2016-05-12 3차원 물체 형성 기법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10668662B2 (ko)
EP (1) EP3400129B1 (ko)
JP (1) JP6669900B2 (ko)
KR (1) KR102182753B1 (ko)
CN (1) CN108712956B (ko)
BR (1) BR112018068441A2 (ko)
WO (1) WO2017196351A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016203955A1 (de) * 2016-03-10 2017-09-14 Eos Gmbh Electro Optical Systems Generatives Schichtbauverfahren mit verbesserter Detailauflösung und Vorrichtung zur Durchführung desselben
WO2020222796A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Build material spreading apparatuses for additive manufacturing
WO2021006897A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fusing lamps with varied output power
CN116985541A (zh) * 2020-10-21 2023-11-03 深圳市汉森软件股份有限公司 基于距离的uv灯功率调节方法、装置、设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010520091A (ja) * 2007-11-27 2010-06-10 イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ レーザー焼結によって３次元物体を製造する方法
JP2015501369A (ja) * 2011-08-16 2015-01-15 イントリンジック マテリアルズ リミテッド 硬化システム
WO2015108547A2 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06126383A (ja) * 1992-10-23 1994-05-10 Sintokogio Ltd 金型鋳造設備における金型温度の制御方法およびその装置
US5427733A (en) 1993-10-20 1995-06-27 United Technologies Corporation Method for performing temperature-controlled laser sintering
US7033160B2 (en) * 2002-05-28 2006-04-25 3D Systems, Inc. Convection cooling techniques in selective deposition modeling
DE60326806D1 (de) 2002-12-11 2009-05-07 Konica Minolta Holdings Inc Tintenstrahldrucker und Bildaufzeichnungsverfahren
US6815636B2 (en) * 2003-04-09 2004-11-09 3D Systems, Inc. Sintering using thermal image feedback
WO2005007390A1 (en) 2003-07-14 2005-01-27 Therics, Inc. Three-dimensional printing apparatus and methods of manufacture including sterilization or disinfection, for example, using ultraviolet light
GB0317387D0 (en) * 2003-07-25 2003-08-27 Univ Loughborough Method and apparatus for combining particulate material
JP2005319634A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Roland Dg Corp 三次元造形装置および三次元造形方法
US7515986B2 (en) * 2007-04-20 2009-04-07 The Boeing Company Methods and systems for controlling and adjusting heat distribution over a part bed
US9399321B2 (en) 2009-07-15 2016-07-26 Arcam Ab Method and apparatus for producing three-dimensional objects
GB2493398B (en) 2011-08-05 2016-07-27 Univ Loughborough Methods and apparatus for selectively combining particulate material
WO2013116443A1 (en) 2012-02-01 2013-08-08 Nscrypt, Inc. Micro-dispensing multi-layered 3d objects with curing steps
DE112013003448T5 (de) * 2012-07-09 2015-04-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Verfahren zum Fertigen eines dreidimensionalen Formgegenstands
US20140255666A1 (en) 2013-03-06 2014-09-11 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Powder Bed Fusion Systems, Apparatus, and Processes for Multi-Material Part Production
US10220564B2 (en) * 2014-01-16 2019-03-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects
JP2015199195A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 株式会社松浦機械製作所 三次元造形装置
WO2015175651A1 (en) 2014-05-13 2015-11-19 Massachusetts Institute Of Technology Systems, devices, and methods for three-dimensional printing
CN105034394B (zh) * 2015-06-26 2017-06-20 西安交通大学 一种大尺寸激光选区烧结分区域预热方法
CN107921707A (zh) * 2015-07-17 2018-04-17 应用材料公司 具有冷却剂系统的增材制造
CN105383062B (zh) * 2015-12-07 2018-01-19 湖南华曙高科技有限责任公司 制造三维物体的装置及其温度控制系统、方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010520091A (ja) * 2007-11-27 2010-06-10 イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ レーザー焼結によって３次元物体を製造する方法
JP2015501369A (ja) * 2011-08-16 2015-01-15 イントリンジック マテリアルズ リミテッド 硬化システム
WO2015108547A2 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017196351A1 (en) 2017-11-16
US10668662B2 (en) 2020-06-02
CN108712956B (zh) 2020-11-20
US20190176389A1 (en) 2019-06-13
CN108712956A (zh) 2018-10-26
EP3400129A1 (en) 2018-11-14
JP2019508297A (ja) 2019-03-28
BR112018068441A2 (pt) 2019-01-22
EP3400129B1 (en) 2021-03-10
KR102182753B1 (ko) 2020-11-26
EP3400129A4 (en) 2019-10-02
JP6669900B2 (ja) 2020-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210162658A1 (en) Methods and Apparatus for Selectively Combining Particulate Material
KR102182753B1 (ko) 3차원 물체 형성 기법
EP3065935B1 (en) Fabricating three dimensional objects
US10632672B2 (en) Temperature control prior to fusion
EP1648686A1 (en) Method and apparatus for combining particulate material
US20210387413A1 (en) Window thermal profile calibration in additive manufacturing
US20190009463A1 (en) Build surface heat control
US9279727B2 (en) Methods, apparatus and media for determining a shape of an irradiance pulse to which a workpiece is to be exposed
EP3436248A1 (en) Preparing a base for additive manufacturing
US20220176623A1 (en) Thermal control in a stereolithographic 3d printer
US11511486B2 (en) Detecting three-dimensional (3D) part drag
JP2018020518A (ja) 粉末床溶融結合装置及び粉末床溶融結合方法
WO2018001491A1 (en) Heating element structure
JP2021008658A (ja) Ａｍ装置
US11846927B2 (en) Method for controlling dimensional tolerances, surface quality, and print time in 3D-printed parts
WO2018186893A1 (en) Additive manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant